贝叶斯网引论

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1、贝叶斯网引论张连文郭海鹏著北京内容简介贝叶斯网是将概率、统计应用于复杂系统的不确定性推理和数据分析的一种有效工具，它起源于２０世纪８０年代中期对人工智能中的不确定性问题的研究，近年来在国际上的影响不断扩大。本书是第一本系统论述贝叶斯网的基本理论、算法及其应用的中文专著。内容包括概率论及贝叶斯网基本概念、贝叶斯网推理、贝叶斯网学习，以及贝叶斯网在中医中的应用四大部分。本书从实例出发，由浅入深，直观与严谨相结合，并提供了详尽的参考文献。本书的读者对象是相关专业的高年级本科生、研究生和科研人员。图书在版编目（CIP

2、）数据贝叶斯网引论／张连文，郭海鹏著畅—北京：科学出版社，２００６ISBN７唱０３唱０１８１７０唱０　Ⅰ畅贝…　Ⅱ畅①张…②郭…　Ⅲ畅贝叶斯推断　Ⅳ畅O２１２中国版本图书馆CIP数据核字（２００６）第１２５７５３号责任编辑：赵卫江陈砺川／责任校对：赵燕责任印制：吕春珉／封面设计：耕者设计工作室科学出版社发行各地新华书店经销倡２００６年１１月第一版开本：B５（７２０×１０００）２００６年１１月第一次印刷印张：１９印数：１—２０００字数：３６００００定价：58畅00元（如有印装质量问题，我社负责调换枙环伟枛）销售

3、部电话０１０唱６２１３６１３１　编辑部电话０１０唱６２１３８０１７（BI０１）序这是一本系统论述由概率、统计与图论结合而发展起来的贝叶斯网的专著．贝叶斯网起源于２０世纪８０年代中期对人工智能中的不确定性问题的研究，已经成为人工智能的一个重要领域．近年来它的影响在国际上不断扩大，成为将概率、统计应用于复杂系统的不确定性推理和数据分析的一种有效工具．本书作者根据多年来在这方面的研究和与国际交流的体会，采取由实例出发、由浅入深、直观与严谨相结合等较易为读者理解的方式，对这一新的学科的基本理论、方法及其应用进行了系统

4、的、较全面的介绍，列举了相当详尽的参考文献．我认为，本书在国内的出版是一桩在学术上有意义的事件，将促进国内对这一新兴而又有潜能的领域的进一步学习、研究和应用．作者希望我给本书写序，作为人工智能研究的一个热心观众，借这个机会谈一点有关人工智能以及它与数学、电子计算机（下面采用现在通用的称谓———电脑）的关系的粗浅看法，供有志于人工智能研究的读者参考．人工智能的兴起大致源于２０世纪４０年代电脑的出现．人们一方面兴奋地运用电脑强大的计算功能，去完成以往无法完成以及新提出的庞大计算任务；另一方面，对电脑所具有的类似于

5、人脑的某些功能，包括一些逻辑判断功能，产生了巨大兴趣，从而对它寄予了很高的期望，期望它能够在智能方面起作用．于是人们开始研究自动机的理论、人类智能的机理以及智能行为的计算模型，进而期望构造与人脑相类似的智能系统，这大概是人工智能的最初想法．在当时，已经有人认为要制造完全代替人脑的电脑是不可能的．５０年代，我从著名的数理逻辑界前辈胡世华先生那里知道了一种相当有说服力的说法（我认为现在看来也是正确的）：机械是人手的延伸，而电脑是人脑的延伸．机械常常能够更好、更快地完成人手所能完成的机械性任务，但是不能完全代替人手

6、；同样地，电脑能够完成人脑所能完成的机械性任务，但是不可能完全代替人脑．当然这种看法丝毫没有贬低人工智能的意义，相反，人工智能是一个引起人们浓厚兴趣、已经有相当成就而又被人们寄予巨大希望的科学领域．与探索和模拟人类智能这一长远目标相比，人工智能研究更多的是集中在针对实际具体问题的智能系统的研究和开发．专家系统就是一个例子，它的目标是将专家们对某一复杂领域的知识和经验引入电脑系统，使得一般人能够借助电脑系统得到对问题的专家级解答．６０年代，在国内由于肝炎的流行，人们研制出学习和模仿著名中医专家关幼波的诊治系统就

7、是一例．正如本书的１畅４节所表述　·ii·贝叶斯网引论的，人工智能的实质进展有赖于不断针对人类的某种智能行为，运用数学理论和方法，结合计算机技术来建立适当的数学计算模型．只有智能的目标和计算机技术而没有数学的深层次介入是不可能有显著进展的．不确定性是人工智能所面临的一个重要课题，因此概率论自然就成为处理人工智能问题的一个工具．对于静态的概率问题的研究和计算，理论上只需要一个联合概率分布就足够了．但是联合概率分布的复杂度相对于变量个数呈指数增长，以致当变量个数很大时，计算复杂度极高而不可行畅虽有电脑的强大计算功

8、能也会成为不可行．贝叶斯网的提出就是要解决这个问题．它用图论的语言直观揭示问题的结构，又按照概率论的原则对问题的结构加以分析，降低推理计算的复杂度，使得人们能够将概率论应用于大型问题．近年来贝叶斯网能够在众多领域得到广泛应用，原因就在于此．从贝叶斯网的发展，我们同样也看到计算机技术的广泛应用有赖于数学的深层次介入．对于概率论与数理统计的广泛应用，人们有普遍的共识．但是在很长一段时期，人们普遍地关注和